DreiZwo SAT MKII

am Ende wird alles gut.

Die überarbeitete DreiZwo (kurz 32M2) hat in vielen Disziplinen gegenüber der ersten Version mit "eckigem" CX3.0 zugelegt. Diesmal wollten wir auch eine kleinere Version der 32M2 bauen, für Leute mit Platzproblemen oder solchen, die die 32M2 zu einem Surround-System ausbauen wollen.
Wie schon erwähnt, war uns als Tieftöner der OMNES AUDIO MW5.0Alu positiv aufgefallen.

Auf den ersten Blick passt der aber vom Wirkungsgrad nicht:

• der OMNES AUDIO W8Alu macht als 8-Ohm-Chassis ca. 87 dB/2.83V/m
• der OMNES AUDIO MW5.0Alu macht als 4-Ohm-Chassis ca. 90 dB/2.83V/m

Außerdem müsste die Fertigweiche für die 32M2 wegen der anderen Impedanz geändert werden. Andererseits stimmt man kleinere Boxen oft im Grundtonbereich etwas wärmer ab um "Fülle" zu suggerieren, da käme der höher Wirkungsgrad gerade recht . . .
Als maximale Gehäusegröße hatten wir uns 10 Liter vorgegeben, und da die Box auch "alleine" etwas Tiefgang haben sollte stand auch "Bassreflex" auf unserem Wunschzettel. Wir haben dann mehrere Tieftöner mit Boxsim simuliert (z.B. VISATON AL130, SEAS 16RXN8, DAYTON RS150, jeweils in 10 l BR mit 50 Hz Abstimmfrequenz), wobei wir nur die TSPs verwendet und die Weiche der 32M2 übernommen haben (FW5):

Die Simulationen ergaben aber immer eine leichte Überhöhung im Bereich 150 und 200 Hz, verbunden mit einem Impedanzminimum von teilweise unter 3 Ohm (trotz 8 Ohm Chassis). Unter 150 Hz ging es bei den Probanden kontinuierlich bergab, bei 50 (100) Hz waren maximal noch 80 (83.5) dB Schalldruck vorhanden. Außerdem musste der Tieftöner immer verpolt werden, da er sich nun ca. 16 cm weiter "vorne" auf der Frontplatte befinden sollte - die Weiche musste also sowieso modifiziert werden.

Eine Simulation mit dem MW5.0Alu sah - nach geringfügiger Modifikation der Weiche - mit am besten aus:

-> durch die Modifikation wird die Überhöhung um 150 Hz um ca. 1.5 dB abgebaut
-> außerdem wird das Impedanzminimum um 160 Hz von 3.0 auf 3.5 Ohm angehoben
-> der Bereich unter 500 Hz ist im Schnitt um ein gutes dB lauter als bei allen anderen Varianten

Daher haben wir mit dem MW5.0Alu ein Testgehäuse aufgebaut. Das Ziel war es die Mittel-/Hochtonweiche übernehmen zu können, daher haben wir uns auch bei der Gehäusebreite weitgehend an die Abmessungen der 32M2 "Standbox" gehalten.

Messung im reflexionsarmen Messraum

Zunächst wurde die Absorption für das Mittelton- und Tieftonabteil optimiert. Dabei wurde erst die Impedanz und der Schalldruck in Membrannähe ganz ohne Absorption gemessen und so die "kritischen Stellen" ermittelt. Dann wurde - ggf. in mehreren Schritten - die Absorption optimiert, so dass die Impedanz und der Schalldruck gleichmäßiger verlaufen.

Beim Mitteltöner war das recht einfach:

-> die Störungen bei 730 und 1240 Hz konnten behoben werden

Beim Tieftöner waren zahlreiche Versuche nötig bis feststand, dass hier eine stehende Welle im Gehäuse mit einer stehenden Welle im Bassreflexrohr zusammentraf. Schließlich bliebt nichts anders übrig als das geplante Bassreflexrohr (MONACOR BR-45 TR, 137mm lang) durch ein "dünneres" und damit kürzeres Bassreflexrohr (MONACOR BR-30 HP, 123mm lang, auf 75 mm zu kürzen) zu ersetzen.

Wie sah denn der Ausgangszustand ohne Absorptionsmaterial mit dem ursprünglich eingebauten BR-45 TR aus?

-> schöner Bassreflexeffekt um 50 Hz
-> sehr unschöner "Schmutz" aus dem Bassreflexrohr (vor allem um 1150 Hz), dessen Einflüsse sogar in Membrannähe zu erkennen sind

Aus den Innenabmessungen des Gehäuses ergeben sich folgende stehende Wellen:

Die Bassreflexöffnung befindet sich etwa in der Mitte zwischen allen Wänden, dort gibt es ein Druckminimum für die 1. Stehwelle. Aber für die 2. Stehwelle ergibt sich dort ein Druckmaximum - und das will nach draußen !!! Und wenn dieses Druckmaximum noch durch eine stehende Welle im Bassreflexrohr verstärkt wird gibt es ein Problem. Das BR45HP ist zwar physikalisch 137 mm lang, aber akustisch ist es etwas länger, weil der Schall nicht gleich merkt, dass das Rohr schon zu Ende ist. Die Längenkorrektur hängt von der Einbausituation ab (Rohrende freistehend oder bündig in großer Schallwand), für den "typischen" Einbau beträgt sie 0.732 * Durchmesser. Bei einem mittleren Rohrdurchmesser von 42 mm ist das BR-45 HP "akustisch" ca. 168 mm lang, damit gibt es eine stehende Welle bei 1022 Hz.

Diese 3 stehenden Wellen bei 1022, 1208 und 1216 rotten sich schließlich zu der beobachteten Resonanz am Ausgang des Bassreflexrohres zusammen. Ein Tiefpassfilter von 12 dB/Oktave bei 400 Hz würde die beobachtete Resonanz nur um ca. 18 dB abbauen, dann läge sie immer noch nur 12 dB unter dem Pegel des Mitteltöners (wünschenswert sind mehr als 20 dB Abstand zwischen "Störgeräusch" und "Nutzgeräusch").

Was kann man denn nun mit Absorption erreichen?

-> mit "üblichen" Maßnahmen (c02, c04 mit hochverdichtetem Polyestervlies) können nur ca. 6 dB abgebaut werden
-> erst durch eine Extremmaßnahme (C05) mit reichlich Glaswolle im Gehäuse lassen sich 12 dB abbauen

An diesem Punkt war absehbar, dass das Problem mit Absorption nicht zu lösen war (zumal eine Filtersteilheit von 12 dB/Oktave nicht ohne Weiteres realisierbar war, siehe Abstimmung der Frequenzweiche). Daher haben wir nach einem "dünneren" Bassreflexrohr gesucht, dass dementsprechend kürzer sein muss um dieselbe Abstimmfrequenz zu haben. Das BR-30 HP hat einen mittleren Durchmesser von 32 mm und hat damit nur noch 58% des Querschnitts des BR-45 TR (mittlere Durchmesser 42 mm). Dementsprechend eher kommt es zu Strömungsgeräuschen bei hohen Pegeln im Bassbereich. Diese kommen allerdings nur selten vor - die Resonanz um 1.2 kHz stört ständig ;-)

Zunächst haben wir das BR-30 HP ungekürzt eingebaut. Damit ergibt sich eine zu niedrige Abstimmfrequenz und die Resonanz bei 1150 Hz tritt immer noch auf (rote Kurve). Erst durch das Kürzen des Rohres auf 75 mm stimmt die Abstimmfrequenz - UND die Spitze bei 1.2 kHz ist endlich im Griff (auch schon ohne Absorption (C06), mit Absorption (C08) sieht es noch besser aus):

Abstimmung der Frequenzweiche

Am liebsten hätten wir ja die Frequenzweiche der 32M2 "Standbox" übernommen. Das klappte aber nicht, weil der OMNES AUDIO MW5.0Alu ein 4-Ohm-Chassis ist, der OMNES AUDIO W8Alu der Standbox aber ein 8-Ohm-Chassis. Da aber die Schallwandbreite und das Gehäusevolumen des Mitteltöners weitgehend identisch sind konnten wir 3 von 4 Teilfiltern übernehmen - nämlich die komplette Mittel-/Hochtonsektion.

Da es bereits eine Fertigweiche für die 32M2 gibt bestand die Aufgabe nun darin herauszufinden, wie die Basssektion geändert werden muss, damit wieder alles harmoniert. Schließlich haben wir die (für ein 4 Ohm-Chassis eigentlich zu große) Spule im Bassbereich gelassen und den (für ein 4 Ohm-Chassis eigentlich zu kleinen) Parallelkondensator durch eine Reihenschaltung aus (noch kleinerem) Kondensator und Widerstand (= Impedanzentzerrung) ersetzt. Die 32M2-Sat ist durch den lauteren Tieftöner im Grundtonbereich nun etwas lauter als die 32M2, durch die zu große Spule fällt der Tieftöner aber früher ab und passt dadurch bei der Übernahmefrequenz wieder zum Pegel des Mitteltöners. Die sich dadurch ergebende etwas höhere Grundtonwärme ist bei kleineren bis mittleren Lautstärken durchaus vorteilhaft (Stichwort: gehörrichtige Lautstärkekorrektur).

Das darf man aber nicht falsch verstehen - auch mit der 32M2-Sat kann man Marla Glen so laut hören, dass das Tanzbein zuckt. OK, für eine 5-stündige Sylvester-Party reicht es dann doch eher nicht . . .

Messung im RAR

Abschließend wurden einige Messungen im ReflexionsArmen MessRaum gemacht:

-> leichte Präsenzdelle und Grundtonanhebung
-> schön gleichmäßiges horizontales Rundstrahlverhalten
-> gutmütiges vertikales Rundstrahlverhalten (10/20/30cm = 11/22/31°)

-> konstruktive Überlagerung im Übernahmebereich TT(-) zu MT(+)
-> die Überlagerung von TT und BR ist schwer zu messen

-> im Hörraum gelingt die Überlagerung nicht so gut (Raumeinfluss)
-> der Grundtonbereich wurde etwas angehoben (gehörrichtige Lautstärkekorrektur)

-> destruktive Überlagerung im Übernahmebereich TT(+) zu MT(+) (rote Kurve)

-> deutliche Bassreflex-Wirkung

Fazit:

Wer keinen Platz für eine DreiZwo MKII-Standbox hat kann jetzt die 32M2-Gene auch in einer kompakteren Version genießen - mit der DreiZwo MKII SAT. Die Boxsim-Simulation verspricht Tiefbass bis 50 Hz -> für Stereowiedergabe ist ein Subwoofer nicht nötig (solange man Yello nicht in Partylautstärke genießen will ;-)).

Mit der DreiZwo MKII SAT kann man aber auch ein schickes Wohnzimmer-Surround-System zusammenstellen - beim Center legt man die DreiZwo MKII SAT einfach auf die Seite . . .

Auch für die DreiZwo MKII SAT gibt es in Kürze wieder eine Fertigweiche und einen hochwertigen Gehäusebausatz bei  Variant-HiFi oder Speakercase. Damit ist der Nachbau dann kinderleicht!

Die Weiche ist ab 2019 in unserem Shop zu kaufen: Produkte/Bauvorschläge/Freqeunzweichen